JP2018052044A - Image forming device, image forming system, image forming method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置、画像形成システム、画像形成方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, an image forming system, an image forming method, and a program.
立体物を造形する手法として、インクジェット法、溶融物堆積法、ラピッド・プロトタイピイング法、インクジェットバインダ法、光造形法、及び粉末焼結法などが知られている。これらの方法において、形状を形成した後に着色を行うと、位置によってヘッドギャップが異なるので、着色用の造形剤の着弾位置がずれることがある。このため、立体造形において、着色用、及び形状形成用の造形剤の両方を含む層を積層させながら造形する方法も知られている。立体造形の用途の一例として、複製画の製作がある。このような用途では、立体形状だけでなく色域を正確に再現することが要請される。 As a technique for modeling a three-dimensional object, an inkjet method, a melt deposition method, a rapid prototyping method, an inkjet binder method, an optical modeling method, a powder sintering method, and the like are known. In these methods, if coloring is performed after the shape is formed, the head gap differs depending on the position, so that the landing position of the coloring forming agent may be shifted. For this reason, in three-dimensional modeling, a method of modeling while laminating layers including both coloring and shape forming modeling agents is also known. One example of the use of three-dimensional modeling is the production of duplicate images. In such applications, it is required to accurately reproduce not only the three-dimensional shape but also the color gamut.
特許文献1には、注目画素における最大記録色材が黒色色材である場合には、黒色色材のドットを形成し有彩色色材のドットは形成しないと判定し、最大記録色材が有彩色色材である場合は、黒色色材のドットは形成せず有彩色色材のドットを形成すると判定する画像処理装置が開示されている。特許文献1によると、ブラックインクとカラーインクは、互いに重なり合って上下に層状に配置するより、互いに重なり合わずに横に並べて配置した方が、高彩度な発色であるとしている。
In
しかしながら、画素に複数色の着色剤を重ねない画像形成方法によると、高彩度の発色が得られる一方で、画素あたりの着色剤の量が減るので、再現できる階調が限られる。このため、中間色の高階調の色域において高彩度の画像を再現できないという課題が生じる。 However, according to an image forming method in which a plurality of colorants are not superimposed on a pixel, high color saturation can be obtained, but the amount of colorant per pixel is reduced, so that the gradation that can be reproduced is limited. For this reason, there arises a problem that an image with high saturation cannot be reproduced in a high gradation color gamut of intermediate colors.
請求項1に係る発明の画像形成装置は、画素毎の色を示す色情報に基づいて、カラー又はクリアの造形剤により画像を形成する画像形成装置であって、前記色情報に基づいて、複数の色が割り当てられる画素を特定する特定手段と、前記特定手段によって特定された画素に対応する位置に前記複数の色のうち第1の色の造形剤を配した第1の層、前記位置に前記クリアの造形剤を配した第2の層、及び前記位置に前記複数の色のうち第2の色の造形剤を配した第3の層を順に積層させて造形する造形手段と、を有する。 An image forming apparatus according to a first aspect of the present invention is an image forming apparatus that forms an image with a color or clear modeling agent on the basis of color information indicating a color for each pixel. A first unit that specifies a pixel to which a color of the first color is assigned, and a first layer in which a modeling agent of the first color among the plurality of colors is arranged at a position corresponding to the pixel specified by the specifying unit; A second layer in which the clear modeling agent is arranged, and a modeling means for modeling by sequentially stacking a third layer in which the modeling agent of the second color among the plurality of colors is arranged in the position. .
本発明の画像形成装置によれば、中間色の高階調の色域において高彩度の画像を再現することが可能になるという効果を奏する。 According to the image forming apparatus of the present invention, it is possible to reproduce an image with high saturation in a high gradation color gamut of intermediate colors.
以下、本発明の一実施形態を詳細に説明する。以下では、立体造形装置として、媒体に対し、造形剤としてUV硬化インク(活性エネルギー線硬化インク)をピエゾ方式のインクジェットヘッドから吐出することにより、媒体上に立体画像を造形するインクジェット記録装置を例に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. Hereinafter, as an example of the three-dimensional modeling apparatus, an inkjet recording apparatus that models a three-dimensional image on a medium by ejecting UV curable ink (active energy ray curable ink) as a modeling agent from a piezo-type inkjet head as a modeling agent. Explained. However, the present invention is not limited to this.
<立体造形システム>
本発明の一実施形態に係る立体造形システムについて図面を用いて説明する。図1は一実施形態に係る立体造形システムの外観図である。立体造形システム1は、立体造形装置50、及びコンピュータ10を備える。
<3D modeling system>
A three-dimensional modeling system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view of a three-dimensional modeling system according to an embodiment. The three-
コンピュータ10は、例えば、PC(Personal Computer)、又はタブレット等の汎用の情報処理装置、若しくは立体造形装置50専用の情報処理装置である。コンピュータ10は、立体造形装置50に内蔵されていても良い。コンピュータ10は立体造形装置50とケーブルで接続されても良い。また、コンピュータ10はインターネットやイントラネット等のネットワークを介して立体造形装置と通信するサーバ装置であっても良い。コンピュータ10は、上記の接続又は通信により、再現する造形物のデータを立体造形装置50へ送信する。
The
立体造形装置50は、インクジェット方式の造形装置である。立体造形装置50は、再現する造形物のデータに基づいて造形ステージ595上の媒体Pに液体の造形剤Iを吐出する造形ユニット570を備えている。更に、造形ユニット570は、媒体Pに吐出された造形剤Iに光を照射して硬化して、造形層Lを形成する硬化手段572を有する。更に、立体造形装置50は、造形剤Iを造形層L上に吐出して硬化する処理を繰り返すことで立体の造形物を得る。
The three-
造形剤Iは、立体造形装置50によって吐出可能であり、かつ形状安定性が得られ、硬化手段572の照射する光によって硬化する材料が用いられる。例えば、硬化手段572がUV(Ultra Violet)照射装置である場合、造形剤IとしてはUV硬化インクが用いられる。
The modeling agent I is a material that can be ejected by the three-
媒体Pとしては、吐出された造形剤Iが定着する任意の材料が用いられる。媒体Pは、例えば、記録紙等の紙、キャンバス等の布、或いはシート等のプラスチックである。 As the medium P, an arbitrary material to which the discharged modeling agent I is fixed is used. The medium P is, for example, paper such as recording paper, cloth such as canvas, or plastic such as sheet.
<立体造形装置>
図2は、一実施形態に係る立体造形装置の平面図である。図3は、一実施形態に係る立体造形装置の側面図である。図4は、一実施形態に係る立体造形装置の正面図である。内部構造を表すため、図2において立体造形装置50の筐体の上面が、図3において筐体の側面が、図4において筐体の正面が記載されていない。
<3D modeling equipment>
FIG. 2 is a plan view of the three-dimensional modeling apparatus according to the embodiment. FIG. 3 is a side view of the three-dimensional modeling apparatus according to an embodiment. FIG. 4 is a front view of the three-dimensional modeling apparatus according to an embodiment. In order to represent the internal structure, the upper surface of the housing of the three-
立体造形装置50の筐体の両側の側面590には、ガイド部材591が保持されている。ガイド部材591には、キャリッジ593が移動可能に保持されている。キャリッジ593は、モータによってプーリ及びベルトを介して図2,4の矢印X方向(以下、単に「X方向」という。Y、Zについても同様とする。)に往復搬送される。なお、X方向を、主走査方向と表す。
キャリッジ593には、造形ユニット570がモータによって図3,4のZ方向に移動可能に保持されている。造形ユニット570には、6種の造形剤のそれぞれを吐出する6つの液体吐出ヘッド571a、571b、571c、571d、571e、571fがX方向に順に配置されている。以下、液体吐出ヘッドを単に「ヘッド」と表す。また、ヘッド571a、571b、571c、571d、571e、571fのうち任意のヘッドをヘッド571と表す。ヘッド571は6つに限られず、造形剤Iの数に応じて1以上の任意の数、配置される。
On the
立体造形装置50には、タンク装着部560が設けられている。タンク装着部560には、第1の造形剤、第2の造形剤、第3の造形剤、第4の造形剤、第5の造形剤、第6の造形剤の各々を収容した複数のタンク561が装着されている。各造形剤は、6つの供給チューブ562を介して各ヘッド571に供給される。各ヘッド571は、ノズル又はノズル列を有しており、タンク561から供給された造形剤を吐出する。一実施形態において、ヘッド571a、571b、571c、571d、571e、571fは、ノズルから、それぞれ第1の造形剤、第2の造形剤、第3の造形剤、第4の造形剤、第5の造形剤、第6の造形剤を吐出する。
The three-
造形ユニット570における、6つのヘッド571の両側にはそれぞれ硬化手段572が配置されている。硬化手段572は、ヘッド571から媒体Pへ吐出された造形剤を硬化する。硬化手段572としては、造形剤Iを硬化させることが可能であれば特に限定されないが、紫外線(UV)照射ランプ、電子線照射ランプ等のランプが挙げられる。ランプの種類としては、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライド等が挙げられる。超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたUVランプは、短波長領域の照射が可能である。メタルハライドは、波長領域が広いため有効である。メタルハライドには、造形剤に含まれる光開始剤の吸収スペクトルに応じてPb、Sn、Feなどの金属のハロゲン化物が用いられる。硬化手段572には、紫外線等の照射により発生するオゾンを除去する機構が具備されていることが好ましい。なお、硬化手段572の数は2つに限られず、例えば、造形ユニット570を往復させて造形するか等に応じて、任意の数設けられる。また、2つの硬化手段572のうち1つだけ稼働させても良い。
In the
立体造形装置50においてX方向の一方側には、ヘッド571の維持回復を行うメンテナンス機構580が配置されている。メンテナンス機構580は、キャップ582、及びワイパ583を有する。キャップ582は、ヘッド571のノズル面(ノズルが形成された面)に密着する。この状態で、メンテナンス機構580がノズル内の造形剤Iを吸引することで、ノズルに詰まった高粘度化した造形剤Iが排出される。その後、ノズルのメニスカス形成のため、ノズル面をワイパ583でワイピング(払拭)する。また、メンテナンス機構580は、造形剤Iの吐出が行われない場合に、ヘッド571のノズル面をキャップ582で覆い、造形剤Iが乾燥することを防止する。
In the three-
造形ステージ595は、2つのガイド部材592に移動可能に保持されたスライダ部を有する。これにより、造形ステージ595は、モータによってプーリ及びベルトを介してX方向と直交するY方向(副走査方向)に往復搬送される。
The
<造形液>
本実施形態において、上記の第1の造形剤はキープレートとしてのブラックのUV硬化インク(K)、第2の造形剤はシアンのUV硬化インク(C)、第3の造形剤はマゼンタのUV硬化インク(M)、第4の造形剤はイエローのUV硬化インク(Y)、第5の造形剤はクリアのUV硬化インク(CL)、第6の造形剤はホワイトのUV硬化インク(W)である。なお、造形剤は6つに限られず、画像再現上、必要な色の種類に応じて1以上の任意の数であれば良い。なお、造形剤の数が7以上である場合、立体造形装置50に追加のヘッド571を設けても良く、造形剤の数が5以下である場合、いずれかのヘッド571を稼働させないか、設けなくても良い。
<Modeling liquid>
In the present embodiment, the first modeling agent is a black UV curable ink (K) as a key plate, the second modeling agent is a cyan UV curable ink (C), and the third modeling agent is a magenta UV. Cured ink (M), fourth modeling agent is yellow UV curable ink (Y), fifth modeling agent is clear UV curable ink (CL), and sixth modeling agent is white UV curable ink (W). It is. Note that the number of modeling agents is not limited to six, and may be an arbitrary number of 1 or more depending on the type of color required for image reproduction. If the number of modeling agents is 7 or more, an
<制御部>
次に、図5を用いて立体造形装置50の制御に関するハードウェア構成について説明する。図5は立体造形装置50のハードウェア構成図である。
<Control unit>
Next, a hardware configuration relating to control of the three-
立体造形装置50は、立体造形装置50の処理、及び動作を制御するための制御部500を有する。制御部500は、CPU(Central Processing Unit)501、ROM(Read Only Memory)502、RAM(Random Access Memory)503、NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)504、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)505、I/F(Interface)506、I/O(Input/Output)507を有する。
The three-
CPU501は、立体造形装置50の処理、及び動作の全体を制御する。ROM502は、CPU501に立体造形動作を制御するためのプログラム、その他の固定データを格納する。RAM503は、再現する造形物のデータ等を一時格納する。CPU501、ROM502、及びRAM503によって、上記プログラムに従った処理を実行する主制御部500Aが構築される。
The
NVRAM504は、立体造形装置50の電源が遮断されている間もデータを保持する。ASIC505は、造形物のデータに対する各種信号処理等を行う画像処理やその他、立体造形装置50全体を制御するための入出力信号を処理する。
The
I/F506は、外部のコンピュータ10に接続され、コンピュータ10との間でデータ及び信号を送受信する。コンピュータ10から送られてくるデータには、再現する造形物のデータが含まれる。I/F506は外部のコンピュータ10に直接接続されるのでなくインターネットやイントラネット等のネットワークに接続されても良い。
The I /
I/O507は、各種のセンサ525に接続され、センサ525から検知信号を入力する
また、制御部500には、立体造形装置50に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル524が接続されている。
The I /
更に、制御部500は、CPU501又はASIC505の命令によって動作するヘッド駆動部511、モータ駆動部512、及びメンテナンス駆動部513を有する。
Further, the
ヘッド駆動部511は、造形ユニット570のヘッド571へ画像信号と駆動電圧を出力することにより、ヘッド571による造形剤Iの吐出を制御する。この場合、ヘッド駆動部511は、例えば、ヘッド571内で造形剤Iを貯留するサブタンクの負圧を形成する機構、及び押圧を制御する機構へ駆動電圧を出力する。なお、ヘッド571にも、基板が搭載されており、この基板で画像信号等により駆動電圧をマスクすることで駆動信号を生成しても良い。
The
モータ駆動部512は、造形ユニット570のキャリッジ593をX方向(主走査方向)に移動させるX方向走査機構596のモータへ駆動信号を出力することにより、モータを駆動する。また、モータ駆動部512は、造形ステージ595をY方向(副走査方向)に移動させるY方向走査機構597のモータへ駆動電圧を出力することにより、該モータを駆動する。更に、モータ駆動部512は、造形ユニット570をZ方向に移動させるZ方向走査機構598のモータへ駆動電圧を出力することにより、該モータを駆動する。
メンテナンス駆動部513は、メンテナンス機構580へ駆動信号を出力することにより、メンテナンス機構580を駆動する。
上記各部は、アドレスバスやデータバス等により相互に電気的に接続されている。
The
The
The above units are electrically connected to each other by an address bus, a data bus, or the like.
図6は、一実施形態に係るコンピュータ10のハードウェア構成図である。コンピュータ10は、制御装置としてのCPU101と、主記憶装置としてのROM102、及びRAM103と、補助記憶装置としてのHDD104、及びSSD105(Solid State Drive)と、通信装置としてのI/F106と、表示装置としてのディスプレイ108と、入力装置としてのキーボード122、及びマウス123と、を備えている。上記各部は、アドレスバスやデータバス等により相互に電気的に接続されている。
FIG. 6 is a hardware configuration diagram of the
<機能構成>
図7は、立体造形システム1の機能構成の一例を示すブロック図である。図7に示すように、コンピュータ10は、出力部131を有する。また、コンピュータ10は、ROM102、RAM103、HDD104、及びSSD105によって構築される記憶部140を有する。
<Functional configuration>
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the three-
記憶部140は、形成する画像の画像データを記憶する。形成する画像の画像データは、例えば、モデルとなる画像を撮像した画像データである。モデルとなる画像が絵画であれば、画像データは、この絵画を撮像した画像データである。本実施形態では、画像データがRGB(Red, Green, Blue)の画像データである例を説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、CMYK(Cyan, Magenta, Yellow, Key Plate)の画像データであってもよい。
The
出力部131は、I/F106によって実現され、立体造形装置50へ立体画像の画像データ等の各種情報を出力する。
The
図7に示すように、立体造形装置50は、入力部531、色情報生成部532、層情報生成部533、搬送制御部534、移動制御部535、及び造形部536を有する。
As illustrated in FIG. 7, the three-
入力部531は、I/F506によって実現され、立体造形装置50から立体画像の画像データ等の各種情報を入力する。
The
色情報生成部532は、CPU501からの命令によって実現され、入力部531から入力された画像データに基づいて、立体画像の画素毎の色を示す色情報を生成する。
The color
層情報生成部533は、CPU501からの命令によって実現され、色情報生成部532により生成された色情報に基づいて、立体画像を造形するための層毎の層情報を生成する
The layer
搬送制御部534は、CPU501からの命令、及びモータ駆動部512によって実現され、媒体Pの搬送を制御する。
The
移動制御部535は、CPU501からの命令、及びモータ駆動部512によって実現され、造形ユニット570の移動を制御する。
The
造形部536は、ヘッド52によって実現され、色情報生成部532により生成された層毎の層情報に基づいて、媒体P上にUV硬化インクを積層させ、立体画像を造形する造形処理を行う。
The
<処理>
図8は、立体造形処理の一例を示すフロー図である。立体造形装置50において、ユーザが立体造形を開始するための操作入力を行うと、立体造形装置50は、I/F506を介して、コンピュータ10へ、画像データの取得を要求する。この要求に応じて、コンピュータ10の出力部131は、記憶部140に記憶された画像データを立体造形装置50に出力する。本実施形態において、コンピュータ10が出力する画像は、2次元(XY方向)のRGBの画像データであるものとする。この画像データには、画素ごとに、R(Red)色、G(Green)色、B(Blue)色の階調が含まれている。立体造形装置50の入力部531は、コンピュータ10が出力した、画像データを入力する(ステップS51)。
<Processing>
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the three-dimensional modeling process. When the user performs an operation input for starting the 3D modeling in the
続いて、色情報生成部532は、入力部531により入力された画像データに基づいて、立体画像の画素毎の色がプロセスカラーで示された色情報を生成する(ステップS52)。この処理で、色情報生成部532は、入力部531により入力されたRGBの画像データを、色情報としてのCMYKの画像データに色変換(色空間変換)する。ここで、例えば、R色、G色、B色の階調がそれぞれ「128,128,64」である画素の色変換により、C(Cyan)色、M(Magenta)色、Y(Yellow)色、K(Key Plate)色の階調がそれぞれ「0,0,50,50」である色情報が出力される。なお、K色は、キープレートとしての黒色である。このように、変換された色情報には、Y色、及びK色等の中間調の色が含まれる。なお、色情報の生成の処理において、任意の色補正が行われても良い。
Subsequently, the color
層情報生成部533は、色情報生成部532により生成された色情報に基づいて、層毎の各画素の色を示す層情報を生成する(ステップS53)。ステップS53の処理について、図9を用いて詳細に説明する。図9は、層情報を生成する処理の一例を示すフロー図である。
The layer
層情報生成部533は、色情報生成部532で生成された中間調を含む色情報を入力する(ステップS53−1)。続いて、層情報生成部533は、入力された色情報に、同一色の画素の領域が含まれているか判断する(ステップS53−2)。この処理で、層情報生成部533は、入力された色情報を解析して、色情報に3画素×3画素四方以上の同一色の画素の領域が含まれているか判断する。
The layer
色情報に3画素×3画素四方以上の同一色の画素の領域が含まれていないと判断された場合(ステップS53−2のNO)、層情報生成部533は、層情報を生成せずに処理を終了する。この場合、造形部536は、ステップS52で生成された色情報により1層の画像を形成する。このように、視認性に影響を与えない程度の小領域に対して、層情報を生成しないことで、処理の高速化を図ることができる。なお、ステップS53−2における領域の判断の閾値は、3画素×3画素四方以上でなくても良く、要求される画質、或いは処理速度等に応じて、1画素×1画素四方以上の任意の値が設定される。
If it is determined that the color information does not include a region of pixels of the same color of 3 pixels × 3 pixels square or more (NO in step S53-2), the layer
色情報に3画素×3画素四方以上の同一色の画素の領域が含まれていると判断された場合(ステップS53−2のYES)、層情報生成部533は、3画素×3画素四方以上の同一色の画素と判断された領域を抽出する。そして、層情報生成部533は、抽出された領域の画素に2つ以上の色の成分が割り当てられているか判断する(ステップS53−3)。
When it is determined that the color information includes an area of the same color pixel of 3 pixels × 3 pixels square or more (YES in step S53-2), the layer
抽出された領域の画素にそれぞれ2つ以上の色の成分が割り当てられていないと判断された場合(ステップS53−3のNO)、層情報生成部533は、層情報を生成せずに処理を終了する。この領域で、混色による彩度の低下は発生しないためである。
When it is determined that two or more color components are not assigned to each pixel in the extracted area (NO in step S53-3), the layer
図10の(A)は画素ごとに割り当てられる色を示す概念図である。図10において、矩形に区切られた領域は画素を示し、矩形内の文字はその画素に割り当てられている色を示す。なお、矩形内の「K/Y」の文字は、その画素にK色の成分、及びY色の成分が割り当てられていることを示す。層情報生成部533は、色情報において、図10の(A)に示すような3画素×3画素四方以上で2色以上の成分が割り当てられている領域を検知すると、ステップS53−3でYESと判断する。
FIG. 10A is a conceptual diagram showing colors assigned to each pixel. In FIG. 10, an area divided into rectangles indicates pixels, and characters in the rectangle indicate colors assigned to the pixels. The character “K / Y” in the rectangle indicates that a K-color component and a Y-color component are assigned to the pixel. If the layer
ステップS53−3でYESと判断された場合、層情報生成部533は、抽出された領域の各画素の色の成分を複数層に分割して層情報を生成する(ステップS53−4)。図10の(B−1)乃至(B−4)は、各層の画素毎に割り当てられる色を示す概念図である。
If YES is determined in step S53-3, the layer
ステップS53−3の処理で、まず、層情報生成部533は、ステップS52で生成された色情報を暫定で層情報の1層目として割り当てる。続いて、層情報生成部533は、例えば、図10の(A)の実線の矩形で示されているように、ステップS53−2で抽出された領域においてXY方向に隣り合わない画素のK色の成分について、XY座標を変えずに1層目の層情報に残す。続いて、層情報生成部533は、図10の(A)の破線の矩形で示されているようにXY方向に隣り合わないK色の成分についてXY座標を変えずに1層目の層情報から2層目の層情報に移す。続いて、層情報生成部533は、図10の(A)の実線の矩形で示されているように、XY方向に隣り合わない画素のY色の成分についてXY座標を変えずに1層目の層情報から3層目の層情報に移す。続いて、層情報生成部533は、図10の(A)の矩形で示されているようにXY方向に隣り合わない画素のY色の成分についてXY座標を変えずに1層目の層情報から4層目の層情報に移す。更に、層情報生成部533は、1乃至4層目の層情報のうち抽出された領域において空白の画素にCL(クリア)の成分を含める。これにより、格子状にK色又はCL、若しくはY色又はCLの成分が割り当てられた1層目から4層目の層情報が得られる(図10の(B−1)乃至(B−4)参照)。
In the process of step S53-3, first, the layer
なお上記の処理は、層情報を生成する処理の一例である。いずれにしても、層情報生成部533は、抽出された領域において、画素毎の色の密度を変えず、同じ画素に複数の色の成分が含まれないように、かつXYZ方向にカラーの成分が隣り合わないように層情報を生成する。また、上記では、色情報における画素に2つの色が割り当てられている例について説明した。色情報における画素に3つの色、又は4つの色が割り当てられる場合には、層情報生成部533は、上記の処理と同様にして、抽出された領域において、同じ画素に複数の色の成分が含まれないように、かつXYZ方向にカラーの成分が隣り合わないように6層又は8層の層情報を生成する。
The above process is an example of a process for generating layer information. In any case, the layer
色情報で示される画素のうち、複数色が割り当てられている3画素×3画素以上の領域が複数ある場合、層情報生成部533は、領域ごとに層情報を生成する。層情報の生成が完了すると、層情報生成部533は、層分割して得られた1層目の層情報、2層目の層情報、3層目の層情報、及び4層目の層情報を造形部536へ出力する。
When there are a plurality of regions of 3 pixels × 3 pixels or more to which multiple colors are assigned among the pixels indicated by the color information, the layer
続いて、造形部536は、層情報生成部533により生成された層毎の層情報に基づいて、媒体P上に造形剤としてのUV硬化インクを配した層を形成し、これを積層させ、立体画像を造形する(ステップS54)。媒体Pは吐出されたUV硬化インクが定着する任意の材料であって、予め下地処理等が施されても良い。また、C色、M色、Y色、K色の各色のUV硬化インクには、C色、M色、Y色、K色の各色の顔料が含まれている。CLのUV硬化インクは、C色、M色、Y色、K色のUV硬化インクのいずれよりも透過度の高い任意のUV硬化インクである。
Subsequently, the
図11の(A)乃至(D)は、造形部536によって造形された1乃至4層目の造形層を示す概念図である。なお、図11の(A)乃至(D)は図10の(B−1)乃至(B−4)で示される層情報に基づいて造形される様子を示している。図11において、符号Y、K、CLは、それぞれ、Y色、K色、クリアのUV硬化インクを示している。図11で、同じハッチングは同じ色であることを示す。
11A to 11D are conceptual diagrams illustrating first to fourth modeling layers that are modeled by the
ステップS54で、造形部536は、1層目の層情報で示される画素に、1層目の層情報で示されるカラー、又はクリアのUV硬化インクが配されるように媒体PにUV硬化インクを吐出する。吐出されたUV硬化インクは、硬化手段572が照射するUV光によって硬化して、1層目の造形層が得られる(図11の(A)参照)。
In step S54, the
続いて、造形部536は、2層目の層情報で示される画素に、2層目の層情報で示されるカラー、又はクリアのUV硬化インクが配されるように、1層目の造形層上にUV硬化インクを吐出する。吐出されたUV硬化インクは、硬化手段572が照射するUV光によって硬化して、1層目に積層した2層目の造形層が得られる(図11の(B)参照)。
Subsequently, the
続いて、造形部536は、3層目の層情報で示される画素に、3層目の層情報で示されるカラー、又はクリアのUV硬化インクが配されるように、2層目の造形層上にUV硬化インクを吐出する。吐出されたUV硬化インクは、硬化手段572が照射するUV光によって硬化して、2層目に積層した3層目の造形層が得られる(図11の(C)参照)。
Subsequently, the
続いて、造形部536は、4層目の層情報で示される画素に、4層目の層情報で示されるカラー、又はクリアの造形剤が配されるように、3層目の造形層上にUV硬化インクを吐出する。吐出されたUV硬化インクは、硬化手段572が照射するUV光によって硬化して、3層目に積層した4層目の造形層が得られる(図11の(D)参照)。
Subsequently, the
<作用>
図12の(A)は、水彩画の断面形状を示す概念図である。水彩画において、顔料PGは媒体P上に剥き出しで張り付いる。このため、表面の顔料PGに光が反射するため、水彩画は、不透明かつ明るい色調に見える。
<Action>
FIG. 12A is a conceptual diagram showing a cross-sectional shape of a watercolor painting. In the watercolor painting, the pigment PG is barely stuck on the medium P. For this reason, since the light is reflected by the pigment PG on the surface, the watercolor painting looks opaque and bright.
図12の(B)は、油彩画の断面形状を示す概念図である。油彩画は、顔料PGと乾性油などの媒材Mとを含む油絵具を画材として、色を重ね塗りして製作される。これにより、油彩画は、顔料PG、及び乾性油などの媒材Mが媒体P上で固着した立体構造となっている。顔料PGの間は、光が通過・反射する媒材Mとなっており、油彩画に照射した光の一部は、下地まで届いて反射される。また、媒材Mは、空気よりも屈折率が高いので、顔料PGが剥き出しの状態よりも光の直進性が増し、透明感が増す。こうした重層的な光の透過、及び反射が、油彩画特有の「奥行き感」、又は「深み」等の質感を生じさせる。 FIG. 12B is a conceptual diagram showing a cross-sectional shape of an oil painting. The oil painting is produced by repeatedly painting colors using an oil paint containing the pigment PG and a medium M such as dry oil as the painting material. Accordingly, the oil painting has a three-dimensional structure in which the medium PG such as the pigment PG and the drying oil is fixed on the medium P. Between the pigments PG is a medium M through which light passes and reflects, and part of the light irradiated to the oil painting reaches the ground and is reflected. Further, since the medium M has a refractive index higher than that of air, the straightness of light increases more than the state in which the pigment PG is exposed, and the transparency is increased. Such multi-layered transmission and reflection of light causes a texture such as “depth” or “depth” peculiar to oil paintings.
油彩画の複製画を作成するに際し、顔料PGと乾性油などの媒材Mによって形成される特有の凹凸形状については、立体造形により概ね正確に再現することができる。一方で、「奥行き感」、又は「深み」等の質感に関しては、従来、定量的な数値の定義さえなく、その再現ができなかった。発明者らは、まず、「奥行き感」、又は「深み」等の質感は、低明度かつ高彩度の色域により定義されると考え、低明度かつ高彩度の色域を再現できる画像形成方法を検討した。 When creating a reproduction of an oil painting, the specific uneven shape formed by the pigment PG and the medium M such as drying oil can be reproduced almost accurately by three-dimensional modeling. On the other hand, with regard to the texture such as “depth” or “depth”, there has been no quantitative value definition in the past, and it has not been possible to reproduce it. The inventors first considered that an image forming method capable of reproducing a low-lightness and high-saturation color gamut, considering that texture such as “depth” or “depth” is defined by a low-lightness and high-saturation color gamut. did.
インクジェットプリンタ等で用いられるインクのうち、顔料インクは、一般に、染料インクに比して印刷物の画像堅牢性に優れており、サインやディスプレイ等、その特性を活かした種々の用途において使用されている。減法混色の3原色であるY色、M色、及びC色の3色の顔料インクを備えた3色インクセット、あるいはこれにブラック(K)を加えた4色インクセットを用いて色相を表現する場合、2色以上の混色部分の彩度が低下するという問題がある。混色部分の彩度低下を改善するため、各色インクの顔料濃度を増加させる、打ち込み順を制限する、二次色部分を該当する特色インクに置き換えることも考えられるが、これらはCIE(Commission internationale de l'eclairage)色空間のab平面状の彩度最大値を拡大することはできても、低明度領域に関する彩度低下は回避できない。また、他の方法として、C色、M色、Y色、又はK色の基本色に加えてレッドやグリーンなどの特色インクを利用する方法や、ドットの重ね順を制御することで発色性を維持する方法もあるが、これらは色再現域の最高彩度を拡大する技術であり、低明度領域では複数のインク色を混色させる(ドットを重ねる)こととなり、低明度領域の彩度低下は避けられない。 Among inks used in ink jet printers, pigment inks are generally superior in image fastness of printed matter compared to dye inks, and are used in various applications such as signs and displays. . The hue is expressed using a three-color ink set with three subtractive primary colors, Y, M, and C, or a four-color ink set with black (K) added. In this case, there is a problem that the saturation of the mixed color portion of two or more colors is lowered. In order to improve the desaturation of the mixed color part, it is possible to increase the pigment concentration of each color ink, limit the order of printing, and replace the secondary color part with the corresponding special color ink, but these are CIE (Commission internationale de l'eclairage) Even though the maximum saturation value of the ab plane in the color space can be expanded, a decrease in saturation in the low lightness region cannot be avoided. Other methods include using a special color ink such as red or green in addition to the basic colors of C, M, Y, or K, or controlling the dot stacking order for color development. Although there is a method to maintain, these are technologies that expand the maximum saturation of the color reproduction range, and in the low brightness area, multiple ink colors are mixed (overlapping dots), and the saturation reduction in the low brightness area is Unavoidable.
図12の(C)は、本実施形態の画像形成方法により形成された画像の断面形状を示す概念図である。本実施形態の画像形成方法によると、UV硬化インクを用いて、顔料を含むカラーインクと、顔料を含まないクリアインクを混合した層を積層する。一層だけでは単に顔料密度の低い、明度の高い色となるが、積層することにより顔料同士の間隔を開けつつ単位面積あたりの顔料濃度を上げることができる。 FIG. 12C is a conceptual diagram showing a cross-sectional shape of an image formed by the image forming method of the present embodiment. According to the image forming method of the present embodiment, a layer in which a color ink containing a pigment and a clear ink not containing the pigment are mixed using a UV curable ink. Although only one layer results in a color with low pigment density and high brightness, lamination can increase the pigment concentration per unit area while increasing the spacing between the pigments.
また、本実施形態の画像形成方法によると、Y色の画素の層分割処理後、全ての空白の画素をCLに置き換えることで、3層目と4層目にY色の画素を重複しないよう分割して配置する。Y色の画素を立体的に交互に配置することで、光は印刷面表面の顔料インクで反射されるだけでなく、1、2、3層目へと重層的に透過と反射を起こすことが可能となる。これにより、本実施形態の画像形成方法によると、「奥行き感」、又は「深み」等の質感を有する、すなわち低明度領域における高彩度の色域が再現された画像を得ることができる。
Further, according to the image forming method of the present embodiment, after the layering process of the Y color pixels, all the blank pixels are replaced with CL so that the Y color pixels do not overlap in the third and fourth layers. Divide and arrange. By arranging the Y-color pixels alternately in three dimensions, not only is the light reflected by the pigment ink on the surface of the printing surface, but it can also be transmitted and reflected in
<プログラム>
上記実施形態及び各変形例のコンピュータ10及び立体造形装置50で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、CD−R、メモリカード、DVD(Digital Versatile Disk)、フレキシブルディスク(FD)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供される。
<Program>
The programs executed by the
また、上記実施形態及び各変形例のコンピュータ10及び立体造形装置50で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。また、上記実施形態及び各変形例のコンピュータ10及び立体造形装置50を、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するようにしてもよい。また、上記実施形態及び各変形例のコンピュータ10及び立体造形装置50で実行されるプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するようにしてもよい。
In addition, the program executed by the
上記実施形態及び各変形例のコンピュータ10及び立体造形装置50で実行されるプログラムは、上述した各部をコンピュータ上で実現させるためのモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしては、例えば、CPUがROMからプログラムをRAM上に読み出して実行することにより、上記各機能部がコンピュータ上で実現されるようになっている。
The program executed by the
(変形例1)
立体造形装置50は、マスクパターンを用いて、異なるノズルからマルチパスで同じ画素に複数回インクを吐出する機能を有する。この機能を利用して、造形部536は、マルチパスのマスクパターンを用いてカラー及びクリアの造形剤を積層させても良い。例えば、造形部536は、マルチパスの1パス目で1層目を形成し、2パス目で2層目を形成し、次のマルチパスの1パス目で3層目を形成し、2パス目で4層目を形成する。変形例1によると、マルチパスで複数層を形成することができるので、マルチパスで1層を形成するよりも、画像形成に要する時間が短くなる。
(Modification 1)
The three-
(変形例2)
例えば、ROM502等の立体造形装置50の記憶手段には、各色、及びクリアの造形剤の屈折率が記憶されている。層情報生成部533は、記憶手段に記憶された情報に基づいて、例えば、カラーの造形剤の中でもクリアの造形剤との屈折率の比のより大きい色が、より媒体Pに近い層に配され、屈折率の比のより小さい色を表面に近い層に配されるように層情報を生成してもい。造形部536は、生成された層情報に基づいて、クリアの造形剤と屈折率の比のより大きい色の造形剤を、より媒体Pに近い層に配して積層させる。変形例2によると、画像の深くまで光が届き媒体P側の層の色が反映されやすくなるので、低明度領域における高彩度の色域を再現しやすくなる。
(Modification 2)
For example, each color and the refractive index of a clear modeling agent are stored in the storage unit of the three-
(変形例3)
層情報生成部533は、カラーの造形剤の密度が全層に均等に分割せずに、媒体Pに近い層にカラーの造形剤の密度を高くするように層の分割を行っても良い。造形部536は、生成された層情報に基づいて、媒体Pに近い層にカラーの造形剤の密度を高くするように造形する。媒体Pに近い層にカラーの造形剤の密度を高くする方法としては、層分割するときに、各層におけるカラーの造形剤の量を等分せずに、媒体Pに近い層ほど多くする方法が挙げられる。変形例3によると、画像の深くまで光が届き媒体P側の層の色が反映されやすくなるので、低明度領域における高彩度の色域を再現しやすくなる。
(Modification 3)
The layer
(変形例4)
上記実施形態では、層情報の生成を立体造形装置50で行う例を説明したが、層情報の生成までをコンピュータ10で行うようにしてもよい。この場合、色情報生成部532及び層情報生成部533をコンピュータ10が備えるようにし、入力部531が、コンピュータ10から層情報を取得するようにすればよい。
(Modification 4)
In the above embodiment, the example in which the layer information is generated by the three-
(変形例5)
上記実施形態では、インクジェット方式について説明したが、変形例1では、インクジェット方式に変えて溶融物堆積法で行う場合のヘッドユニット1015の機械的構成について説明する。図13は、変形例1のヘッドユニット1015の機械的構成の一例を示す模式図である。図13に示すように、ヘッドユニット1015は、溶融ヘッド1020(サーマルヘッド)を有する。
(Modification 5)
In the above embodiment, the ink jet method has been described. In the first modification, the mechanical configuration of the
溶融ヘッド1020は、造形液Iとしての溶融インクを加熱することで、媒体Pに対し、溶融インクを吐出する。溶融インクは、インクジェット方式と同様、ホワイト(W)、クリア(CL)、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、及びブラック(K)の溶融インクで構成される。
The
<実施形態の効果>
上記実施形態の画像形成方法によると、立体造形システム1(画像形成システムの一例)の立体造形装置50(画像形成装置の一例)は、画素毎の色を示す色情報に基づいて、カラー又はクリアの造形剤により画像を形成する。立体造形装置50の層情報生成部533(特定手段の一例)は、色情報に基づいて、複数の色が割り当てられる画素を特定する(特定処理の一例)。立体造形装置50の造形部536(造形手段の一例)は特定された画素に対応する媒体P上の位置に複数の色のうち第1の色の造形剤を配した第1の層、上記位置にクリアの造形剤を配した第2の層、及び上記位置に複数の色のうち第2の色の造形剤を配した第3の層を順に積層させて造形する(造形処理の一例)。得られた造形物は、Z方向に隣合う画素のいずれかにクリアの造形剤が配されているので、混色による彩度の低下を防ぎつつ、画像密度の低下による再現可能な色域の低下を防ぐことができる。
<Effect of embodiment>
According to the image forming method of the above embodiment, the three-dimensional modeling apparatus 50 (one example of the image forming apparatus) of the three-dimensional modeling system 1 (an example of the image forming system) is color or clear based on the color information indicating the color for each pixel. An image is formed with the modeling agent. The layer information generation unit 533 (an example of the specifying unit) of the three-
立体造形装置50の層情報生成部533は、色情報に基づいて、複数の色が割り当てられた画素の領域を特定する。立体造形装置50の造形部536は、特定された画素の領域のうち第1の画素に対応する第1の位置に、第1の色の造形剤を配し、特定された画素の領域のうち第1の画素に隣り合う第2の画素に対応する第2の位置にクリアの造形剤を配した第1の層、第1の位置にクリアの造形剤を配し、第2の位置に第1の色の造形剤を配した第2の層、第1の位置に第2の色の造形剤を配し、第2の位置にクリアの造形剤を配した第3の層、及び、第1の位置にクリアの造形剤を配し、第2の位置に前記第2の色の造形剤を配した第4の層を順に積層させて造形する。得られた造形物は、XYZ方向に隣合う画素のいずれかにクリアの造形剤が配されているので、混色による彩度の低下を防ぎつつ、画像密度の低下による再現可能な色域の低下を防ぐことができる。
The layer
立体造形装置50の層情報生成部533は、3画素×3画素四方(所定の面積の一例)以上の画素の領域を特定する。これにより、3画素×3画素四方に満たない小領域の層の形成を省略できるので、画像形成速度が速くなる。
The layer
立体造形装置50の造形部536は、マルチパスのマスクパターンを用いて層を形成する。これにより、1パスにより複数層を形成できるようになるので、画像形成速度が速くなる。
The
上記実施形態において、第1の色の造形剤は、第2の色の造形剤よりもクリアの造形剤との屈折率の比が大きい。これにより、屈折率の比が小さい第2の色の造形剤が表面側に配されるので、造形物の深くまで光が届きやすくなる。 In the above embodiment, the first color modeling agent has a higher refractive index ratio than the clear modeling agent of the second color. Thereby, since the modeling agent of the 2nd color with a small ratio of refractive index is distribute | arranged to the surface side, it becomes easy to reach light to the depth of a modeling thing.
立体造形装置50の造形部536は、造形剤が定着する媒体P側の層におけるカラーの造形剤の密度を、表面側の層におけるカラーの造形剤の密度よりも大きくなるように造形する。これにより、造形物の深くまで光が届きやすくなる。
The
1 立体造形システム
10 コンピュータ
50 立体造形装置
131 出力部
140 記憶部
531 入力部
532 色情報生成部
533 層情報生成部
534 搬送制御部
535 移動制御部
536 造形部
1
Claims (10)
前記色情報に基づいて、複数の色が割り当てられる画素を特定する特定手段と、
前記特定手段によって特定された画素に対応する位置に前記複数の色のうち第1の色の造形剤を配した第1の層、前記位置に前記クリアの造形剤を配した第2の層、及び前記位置に前記複数の色のうち第2の色の造形剤を配した第3の層を順に積層させて造形する造形手段と、
を有する画像形成装置。 Based on color information indicating the color of each pixel, an image forming apparatus that forms an image with a color or clear modeling agent,
Identification means for identifying pixels to which a plurality of colors are assigned based on the color information;
A first layer in which a modeling agent of the first color among the plurality of colors is arranged at a position corresponding to a pixel specified by the specifying means; a second layer in which the clear modeling agent is arranged at the position; And the modeling means which laminates in order the 3rd layer which arranged the modeling agent of the 2nd color among the plurality of colors in the position, and modeling,
An image forming apparatus.
前記造形手段は、前記特定された画素の領域のうち第1の画素に対応する第1の位置に、前記第1の色の造形剤を配し、前記特定された画素の領域のうち第1の画素に隣り合う第2の画素に対応する第2の位置に前記クリアの造形剤を配した前記第1の層、前記第1の位置に前記クリアの造形剤を配し、前記第2の位置に前記第1の色の造形剤を配した前記第2の層、前記第1の位置に前記第2の色の造形剤を配し、前記第2の位置に前記クリアの造形剤を配した前記第3の層、及び、前記第1の位置に前記クリアの造形剤を配し、前記第2の位置に前記第2の色の造形剤を配した第4の層を順に積層させて造形する請求項1に記載の画像形成装置。 The specifying unit specifies an area of a pixel to which the plurality of colors are assigned based on the color information,
The modeling means places the first color modeling agent at a first position corresponding to the first pixel in the identified pixel region, and the first of the identified pixel region. The first layer in which the clear modeling agent is disposed at a second position corresponding to a second pixel adjacent to the first pixel, the clear modeling agent is disposed in the first position, and the second layer The second layer in which the first color modeling agent is disposed at a position, the second color modeling agent is disposed in the first position, and the clear modeling agent is disposed in the second position. The third layer and the fourth layer in which the clear modeling agent is arranged at the first position and the second color modeling agent is arranged at the second position are sequentially laminated. The image forming apparatus according to claim 1, which is formed.
前記色情報に基づいて、複数の色が割り当てられる画素を特定する特定手段を有する情報処理装置と、
前記特定手段によって特定された画素に対応する位置に前記複数の色のうち第1の色の造形剤を配した第1の層、前記位置に前記クリアの造形剤を配した第2の層、及び前記位置に前記複数の色のうち第2の色の造形剤を配した第3の層を順に積層させて造形する造形手段を有する立体造形装置と、
を有する画像形成システム。 Based on color information indicating the color of each pixel, an image forming system that forms an image with a color or clear modeling agent,
An information processing apparatus having a specifying unit for specifying a pixel to which a plurality of colors are assigned based on the color information;
A first layer in which a modeling agent of the first color among the plurality of colors is arranged at a position corresponding to a pixel specified by the specifying means; a second layer in which the clear modeling agent is arranged at the position; And the three-dimensional modeling apparatus which has modeling means to laminate and model the 3rd layer which arranged the modeling agent of the 2nd color among these colors in the position in order,
An image forming system.
前記色情報に基づいて、複数の色が割り当てられる画素を特定する特定処理と、
前記特定処理によって特定された画素に対応する位置に前記複数の色のうち第1の色の造形剤を配した第1の層、前記位置に前記クリアの造形剤を配した第2の層、及び前記位置に前記複数の色のうち第2の色の造形剤を配した第3の層を順に積層させて造形する造形処理と、
を実行させる画像形成方法。 Based on color information indicating the color of each pixel, an image forming apparatus that forms an image with a color or clear modeling agent,
A specifying process for specifying a pixel to which a plurality of colors are assigned based on the color information;
A first layer in which a modeling agent of a first color among the plurality of colors is arranged at a position corresponding to a pixel specified by the specifying process; a second layer in which the clear modeling agent is arranged at the position; And the modeling process which laminates | stacks in order and forms the 3rd layer which arranged the modeling agent of the 2nd color among these colors in the said position,
Forming method.
前記色情報に基づいて、複数の色が割り当てられる画素を特定する特定処理を実行させ、
前記画像形成システムのおける立体造形装置に、
前記特定処理によって特定された画素に対応する位置に前記複数の色のうち第1の色の造形剤を配した第1の層、前記位置に前記クリアの造形剤を配した第2の層、及び前記位置に前記複数の色のうち第2の色の造形剤を配した第3の層を順に積層させて造形する造形処理を実行させる
画像形成方法。 Based on the color information indicating the color of each pixel, the information processing apparatus in the image forming system that forms an image with a color or clear modeling agent,
Based on the color information, a specific process for specifying pixels to which a plurality of colors are assigned is executed,
In the three-dimensional modeling apparatus in the image forming system,
A first layer in which a modeling agent of a first color among the plurality of colors is arranged at a position corresponding to a pixel specified by the specifying process; a second layer in which the clear modeling agent is arranged at the position; And the image formation method which performs the modeling process which laminates | stacks in order and forms the 3rd layer which arranged the modeling agent of the 2nd color among these colors in the said position.
前記色情報に基づいて、複数の色が割り当てられる画素を特定する特定処理と、
前記特定処理によって特定された画素に対応する位置に前記複数の色のうち第1の色の造形剤を配した第1の層、前記位置に前記クリアの造形剤を配した第2の層、及び前記位置に前記複数の色のうち第2の色の造形剤を配した第3の層を順に積層させて造形する造形処理と、
を実行させるプログラム。 Based on color information indicating the color of each pixel, an image forming apparatus that forms an image with a color or clear modeling agent,
A specifying process for specifying a pixel to which a plurality of colors are assigned based on the color information;
A first layer in which a modeling agent of a first color among the plurality of colors is arranged at a position corresponding to a pixel specified by the specifying process; a second layer in which the clear modeling agent is arranged at the position; And the modeling process which laminates | stacks in order and forms the 3rd layer which arranged the modeling agent of the 2nd color among these colors in the said position,
A program that executes
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